遼東地區(qū)主要林分類型土壤理化性質的調查研究

管 健

（遼寧生態(tài)工程職業(yè)學院，遼寧省沈陽 110101）

森林土壤是發(fā)展林業(yè)生產(chǎn)的物質基礎，土壤有機質、氮磷鉀等是土壤生產(chǎn)力的重要指標，能體現(xiàn)林地的理化性質，進而體現(xiàn)林地生產(chǎn)力的高低，是劃分森林經(jīng)營類型和確定森林工藝成熟的重要研究因子。遼寧東部山區(qū)在全國林業(yè)區(qū)劃中是水源涵養(yǎng)用材林地區(qū)，在發(fā)揮涵養(yǎng)水源、保護生態(tài)的功能方面作用顯著，在提供林木產(chǎn)品方面也作出了重要的貢獻。日本落葉松人工林、柞樹林和雜木林是遼東地區(qū)常見的林分類型，本研究在撫順市清原縣選擇上述3 種林分類型，比較研究不同林分類型中土壤理化性質的差異，分析樹種組成間林分土壤的差異、林分類型與森林土壤理化性質之間的關系，得出遼東地區(qū)針葉林、闊葉林對恢復林地土壤肥力的成效，為該地區(qū)的森林生態(tài)系統(tǒng)恢復和科學營林提供可靠依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

遼東地區(qū)包括丹東、撫順、本溪3 市和鞍山、鐵嶺、遼陽3 市的部分地區(qū)，是長白山支脈哈達嶺的延伸部分，占全省土地面積的35.3%；屬于暖溫帶季風型大陸性氣候，年平均降水量為900～1100mm，年平均氣溫為9.5℃，地貌特點是八山半水一分田，半分道路和莊園；土壤主要基巖為花崗巖、片麻巖、玄武巖和其它變質巖，土壤種類為棕壤和暗棕壤，河谷階地為沖積性草甸土和潛育性草甸土，土層厚度0.2～0.3m，質地為壤土和砂壤土，質地疏松，多顯酸性和中性；森林植物屬長白植物區(qū)系，地帶性植被為闊葉紅松林，有長白和華北植物區(qū)系的植物2000 多種，以落葉松林、紅松林為主，天然次生林包括柞樹林、雜木林等。

2 研究方法

在位于撫順市清原縣遼寧生態(tài)工程職業(yè)學院實驗林場內，選擇空間地域上在同一個工區(qū)、林齡相近、立地條件基本一致的日本落葉松、柞樹林、雜木林3 種林分類型，在各林分類型中設置25m×40m 的調查樣地，在每個樣地內再設置10m×10m 的調查樣方，對胸徑大于1cm 的所有林木的胸徑、樹高、枝下高和冠幅進行調查并分類記錄；用環(huán)刀法分0～10cm 和10～20cm2個層次測定土壤容重、毛管孔隙度、總孔隙度、最大持水量；用冠層分析儀測定林內透光系數(shù)，溫濕度計測定林內溫濕度；用布袋取土做化學性質分析，用半微量凱氏法測定全N 含量，用硫酸-高氯酸消煮-鉬銻抗比色法測定全P 含量，用熱硝酸浸提-火焰光度計法測定全K 含量，用堿解擴散法測定速效N 含量，用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定速效P 含量，用醋酸氨浸提-火焰光度計法測定速效K 含量，用重鉻酸鉀容量法測定土壤有機質的含量。

3 結果與分析

研究樣地的林分經(jīng)過撫育和自然稀疏后，減少了單位面積上立木株數(shù)，林冠郁閉度下降，使林內光照強度增加，提高了氣溫和土溫的同時，也促進了微生物的活動，加速了枯落物的分解，有利于提高土壤肥力和涵養(yǎng)水源的作用。林內溫度從高到低的依次是柞木林、日本落葉松林、雜木林；林內濕度從高到低依次是日本落葉松林、雜木林、柞樹林。

3.1 林下的物種多樣性經(jīng)野外調查，3 種林分林下植被的科、屬、種組成數(shù)量方面，雙子葉植物均高于單子葉植物，調查中沒發(fā)現(xiàn)有蕨類植物和裸子植物。日本落葉松林內灌木較少，有花曲柳、山里紅、珍珠梅；柞木林內有水曲柳、色木、香茶菜、柳葉蒿；雜木林里有色木、花曲柳、香茶菜、碎葉山芹。

3.2 土壤的物理性質如表1 所示，3 種林分類型的森林土壤，在0～10cm 土層容重變化范圍是0.701～1.150g/cm3，平均為0.862g/cm3；10～20cm 土層容重變化范圍是0.101～1.362g/cm3，平均為0.878g/cm3。在毛管孔隙度、總孔隙度和最大持水量的調查表明，柞樹林最大，雜木林次之，日本落葉松林最小。

表1 3 種林分類型土壤的物理性質

3.3 土壤的化學性質 有機質是土壤中各種營養(yǎng)元素的重要來源，能吸附大量陽離子，有效提高森林土壤的保肥性、保水性和緩沖性，還能疏松土壤，促進土壤微生物的生長發(fā)育，進一步改善土壤的物理性質，實現(xiàn)良性循環(huán)，所以土壤有機質含量是土壤肥力的重要指標。

全N 含量能反映出森林土壤的供N 水平，受有機質的生物積累和分解影響，全N 消長變化動態(tài)隨著積累和消耗發(fā)生變化。3 種林分類型的森林土壤，在0～10cm 土層，全N 平均含量在3.362～4.481g/kg，平均為4.170g/kg；10～20cm 土層，全N 平均含量在2.117～2.471g/kg，平均為2.270g/kg。在全P 含量方面，柞樹林最大，日本落葉松林分次之，雜木林最小。在全K 含量方面，雜木林最大，柞樹林次之，日本落葉松林分最小。在有機質含量方面，柞樹林最大，日本落葉松林分次之，雜木林最小。分析原因，是森林經(jīng)營措施改變了林分的密度，改善了林分的衛(wèi)生狀況，提高了陽光的透光系數(shù)，從而提高了林下植物多樣性，誘發(fā)微生物數(shù)量和種類的增加，提高土壤肥力。速效鉀可能存在淋溶現(xiàn)象，造成含量的變化。

表2 3 種林分類型土壤的物理性質 單位：g/kg

4 結論與討論

4.1 日本落葉松林分的土壤容重最高說明人工林的整枝、割灌等經(jīng)營措施改變了土壤原有的結構，增加土壤受侵蝕程度，進而導致土壤容重增加，表明人工林的森林土壤相對天然林有退化的趨勢。

4.2 柞樹林的最大持水率最高土壤最大持水率能控制植物的生長和林分土壤養(yǎng)分轉化吸收和新陳代謝的過程，枯枝落葉層的差異決定林分土壤的毛管孔隙度、總孔隙度和最大持水量有明顯不同，林地水分蒸發(fā)和植物蒸騰作用差異也較大，表明闊葉林的森林土壤保水性更好。

4.3 闊葉林的全N 含量和有機質含量最高枯枝落葉、植物根系和根系分泌物形成的有機質首先進入林地的表層土壤，隨著滲入土層厚度的增加，有機質和養(yǎng)分的含量逐漸減少，導致10～20cm 土層的各項指標含量均小于0～10cm 的含量。不同樹種在枯枝落葉組成、分解速率、土壤微生物活動等方面差異較大，導致不同林分類型的土壤養(yǎng)分含量不同。在柞樹林和雜木林中，除了全P 以外，全N、全K 和有機質均高于日本落葉松林分，由此可見，調查樣地的闊葉林林分土壤優(yōu)于針葉林。